《2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练》专题48 实验观察电容器的充放电现象（原卷版）

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2023 届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题 48 实验观察电容器的充放电现象
导练目标 导练内容
目标 1教材经典实验方案的原理、步骤和数据处理
目标 2新高考的改进创新实验
【知识导学与典例导练】
一、教材经典实验方案的原理、步骤和数据处理
1.实验原理
（1）电容器充电:电源使电容器的两极板带上等量异种电荷的过程,如图甲。
（2）电容器放电:用导线将充好电的电容器的两极板相连,使两极板的异种电荷中和的过程,如图乙。
（3）电容器充放电时的能量转化:充电后,电容器储存了电能。放电时,储存的电能释放出来,转化为其他形
式的能。
2.实验操作
（1）电容器的充电：开关 S合向 1,电容器充电。
现象:
①白炽灯开始较亮,逐步变暗。
②的读数由大变小。
③的读数变大。
④ 最后 的大小等于 0, 的大小等于电源电压。
⑤ 解释:电源正极向极板供给正电荷,负极向极板供给负电荷。电荷在电路中定向移动形成电流,两极板间有
电压。S刚合上时,电源与电容器之间存在较大的电压,使大量电荷从电源移向电容器极板,产生较大电流,随
着极板电荷的增加,极板间电压增大,电流减小。当电容器两极板间电压等于电源电压时,电荷不再定向移动,
电流为 0,灯不亮。
（2）电容器的放电：开关 S合向 2,电容放电。
现象:
①开始灯较亮,逐渐变暗,直至熄灭。
②开始较大,逐渐变小,电流方向与充电方向相反,直至指示为 0。
③开始 指示为电源电压,逐渐减小,直至为 0。
④ 解释:放电过程中,由于电容器两极板间的电压使回路中有电流产生。开始这个电压较大 ,因此电流较大,随
着电容器极板上的正、负电荷的中和,极板间的电压逐渐减小,电流也减小,最后放电结束,极板间不存在电压,
电流为 0。
⑤ 结论:当电容器极板上所储存的电荷量发生变化时,电路中就有电流流过;若电容器极板上所储存的电荷量
恒定不变时,则电路中就没有电流流过。
3.分析与论证
当电容器极板上所储存的电荷发生变化时,电路中就有电流流过;若电容器极板上所储存的电荷量恒定不变
时,则电路中就没有电流流过。电路中的平均电流为 I=
Δq
Δ t
。
【例 1】在“观察电容器的充、放电现象”实验中，
（1）用如图 1所示的电容器做实验，电容器外壳上面标着“2200μF，10V”，下列说法正确的是_________；
A．电容器的击穿电压为 10V
B．电压为 10V 时，电容器才正常工作
C．电容器电压为 5V 时，电容是 2200μF
D．电容器电压为 5V 时，电容是 1100μF
（2）把干电池 、电阻箱 、电容器 、电流表 、单刀双掷开关 S按图 2电路图连成实验电路如图 3所
示，将电阻箱 调到合适阻值。
①先使开关 S接1，电源给电容器充电，观察到电流表指针偏转情况为____________；
A．逐渐偏转到某一刻度后保持不变B．逐渐偏转到某一刻度后迅速回到 0
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